一文详解volatile关键字

描述

1、volatile关键字

volatile 是易变的、不稳定的意思。 和const一样是一种类型修饰符,volatile关键字修饰的变量,编译器对访问该变量的代码不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。
以前只是听过这个关键词,知道它的存在,但从来没用过。 用此文记录下在开发RISC-V MCU过程中,未用volatile修饰标志位变量,编译器进行优化,导致程序运行异常。

2、演示

开发中,常见的需求,主循环中根据中断中修改的标志位,运行不同的功能,

#include "debug.h"
 
uint8_t flag_interrupt = 0;
 
int main(void)
{
    USART_Printf_Init(115200);
    printf("SystemClk:%d\\r\\n",SystemCoreClock);
 
    EXTI0_INT_INIT();
 
    while(1)
    {
        if(flag_interrupt == 1)
        {
            flag_interrupt = 0;
            printf("do something\\r\\n");
        }
    }
}
 
/* 外部中断服务函数*/
__attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")))
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)==SET)  //EXTI_GetITStatus用来获取中断标志位状态
    {
        flag_interrupt = 1;
        printf("Run at EXTI\\r\\n");
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);  //清除中断标志位
    }
}

进入中断服务函数,改变了flag_interrupt的值,但是主函数仍然没有运行相应的程序,很是奇怪,检查反汇编代码,才发现是编译器对flag_interrupt变量的访问进行了优化,如图,将程序下载至MCU后,给P1.0引脚下降沿触发信号,运行现象如下

volatile

volatile

278:    01271063 bne    a4,s2,278 0x34> # 不相等就跳转至0x278的位置,即还是本条语句的位置,

可以看到,编译器对flag_interrupt变量的访问进行了优化,没有重新去0x20000080的位置进行取值,而是每次都用a4寄存器的值与s2寄存器(值为1)比较,不相等还是跳回本条语句的位置,重复运行,导致即使在中断中改变了其值,主循环中也不能运行对应的功能。 这时候就需要使用volatile关键字对flag_interrupt进行修饰。

volatile uint8_t flag_interrupt = 0;

加了volatile关键字修饰flag_interrupt后,程序按照设定的预期运行,如下图所示:

volatile

查看反汇编代码,编译器未对flag_interrupt变量进行优化,老老实实的每次去源地址0x20000080处取值访问。

volatile

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